األول الباب

الهندسية الموادوالصلب الصلب 1-1 السبائكى الكربونى

وإستخداماته 1-1-1 الكربونى الصلبالسبائكى 1-1-2 الصلب

الصلب خواص على المضافة العناصر تأثيرالصلب السبائكى أنواع

اإلنشاءات - العدة صلب المغناطيسى – صلب الصلبيصدأ ال الذى الصلب

وأهميته 1-2 السبائكى الزهرالرمادى) الزهر الزهراألبيض –الحديد الطرى –الحديد الزهر الجرافيت –الحديد ذو

المتكور(الزهر 1-2-1 الحديد خواص على المضافة العناصر تأثيرلل 1-2-2 الداخلية الزهر البنية حديدل 1-2-3 المختلفة الزهر األنواع العادى لحديدالمتانة 1-2-4 عالى الزهر الحديدذو 1-2-5 الزهر السبائكىالحديدللطرق 1-2-6 القابل الزهر الحديد

وسبائكها 1-3 الحديدية غير الفلزاتالنحاسوسبائكه 1-3-1

) األحمر ) النقى النحاسالنحاس األصفر - سبائك الفسفورى - النحاس النيكلى - البرونز البرونز

وسبائكه 1-3-2 األلومنيومالملبد األلومنيوم - األلومنيوم سبائك

مركبة لإلحتكاك - سبائك المضادة السبائك

غير 1-4 المعدنيةالمواد ) وأنواعها ) البالستيك أستخدام - - اللدائن والميكانيكية الفيزيائية تهااخواصها

1-5) المركبة ) المؤلفة والمواد الميتالورجية المساحيق سبائكالميتالورجية 1-5-1 المساحيق سبائك على الحصول أسس

) وأستخدامتها ) والميكانيكية الفيزيائية خواصها أوالكربيدات الصلدة السبائكإنتاجها – 1-5-2 أساليب المؤلفة المواد عناصر

وأستخدام والميكانيكية الفيزيائية تهااخواصها

والصلب الصلب 1-1 السبائكي الكربونى

رئيسيين قسمين إلى بأنواعه الصلب تقسيم الكربوني هما يمكن الصلبالسبائكى و الصلب

واستخداماته 1-1-1 الكربوني : الصلب

فيها الكربون نسبة التتعدى والكربون الحديد من سبيكة هو الكربوني الصلبعن ) والسليكون( %1,7عمليا المنجنيز مثل األخرى العناصر بعض وجود مع

. ويجب الصلب إنتاج لعملية نتيجة كشوائب تعتبر والتى والكبريت والفسفورعن ) الكربوني الصلب فى والكبريت نسبتاالفسفور التزيد فى%( 0,05أن إال

ونسبة خاصة الكربوني%( 0,5عن )Si, Mnحاالت الصلب خواص أن وحيثوفقا استخدامه مجاالت يغير مما فيه الموجودة الكربون بنسبة كثيرا تتأثر

شكل ) الحظ إلى( 1.1لذلك الكربوني الصلب تقسيم فباالمكان لذلك واستنادا: يلى ما

الكربوني( 1-1شكل ) للصلب الميكانيكية والخواص الكربون نسبة بين العالقة

: الكربون – منخفض صلب أ

عن ) فيه الكربون نسبة التزيد الذى الصلب بمتانته % ( 0,25وهو ويتميزبتصنيع يستخدم فهو استخداماته أما ، والتشغيل التشكيل سهل وكونه

تستخدم التى البراغى ، المسامير ، الشائكة األسالك ، األسالك ، الصفائحالتحتاج ال والتي البارد على تشكل التى األجزاء وكل ، الخشبية األجزاء لربط

. بصالدة اليتمتع الكربون منخفض الصلب أن من الرغم وعلى عالية متانة إلىالسطحى التصليد بطرق السطحية صالدته زيادة الممكن من أنه إال عالية

. الكربنـة عملية مثل

2

الكربون – : متوسط صلب ب

من ) الكربون نسبة تتراوح متانة % ( 0,5إلى % ( ) 0,25وفيه ذو بكونه ويتميزالرتفاع نتيجة وذلك الكربون المنخفض الصلب من أكثر للتصلد وقابلية عالية

شكل الحظ فيه الكربون ( .1-1)رقم نسبة

الصلب يستخدم ، البارد على التشكيل صعب يعتبر نسبيا فهو ذلك على وبناءمثل ، نسبيا عالية متانة تتطلب التى األجزاء تصنيع فى الكربون متوسطأو لحمل تتعرض التى األجزاء من وغيرها والتروس والمحاور األعمدة

مفاجىء . اصطدام

الكربون – : عالى صلب ج

( فيه الكربون نسبة تكون الذى الصلب فى( % 1.5% - 0.55 وهو ويستخدمومفاتيح والمطارق النوابض مثل عالية متانة تتطلب التى المعدات تصنيع

قتصنع. الحديدية المناشير مثل جدا عالية صالدة تتطلب التى العدد أما الربطفيه ) الكربون نسبة صلب %( .1,5من

1-1-2 : السبائكى الصلب

، النيكل مثل األخرى التسابكية العناصر بعض علي يحتوي كربوني صلب هوويعتبر التتانيوم ، الكوبلت ، التنجستن ، الفناديوم ، الكروم ، المولبيديومنسبتـــه تعدت إذا التسابكية العناصر ضمن من السليكون وكذلك المنجنيز

مقاومتة %(. 0,5عن ) زيادة هو الصلب الي العناصر هذه اضافة من والغرضومقاومت العالية هومتانتة الحرارة درجات عند ومقاومتة والتآكل للصدمات

مما تأثير من أكثر لها يكون أن المحتمل من الصلب فى التسابك عناصر وانيلى:

-1. صلبــا محلوال الحديد مع تكون

السمنتايت ) 2- الحديد كاربيد جانب إلى كاربيدات (.Fe3Cتكون

مثل 3- الحديد مع وسطية مركبات .(Fe3W2)أو (FeCr)تكون

-4. الحرجة التحول مراحل على تؤثر

يلى : بما تحديدها يمكن الصلب خواص علي المضافة العناصر تأثير

بخواصه 1- )) يحتفظ فتجعله الحرارة لفعل الصلب حساسية من تقللالعدد صلب هذا على ومثال نسبيا المرتفعة الحرارة درجات فى كالصالدة

الى ) تصل الحرارة درجات من مدى فى استخدامه يمكن ( 550الذى دون م. صالدته قيمة فى انخفاض أى

من 2- )) قليلة كمية اضافة فمثال الموجودة الشوائب على كيماويا تؤثر. فيه الموجود الخبث من ويخلصه نظيفا يجعله الصلب إلى الفناديوم

3

طبقة 3- )) النحاس ، السليكون ، األلمنيوم ، الكروم مثل العناصر بعض تكونأو للصدأ مقاومته من يزيد مما الصلب سطح على أوكسيدها من رقيقة

التآكل.

ما 4- )) وهذا دقيقة كاربيدات تكون حيث للزحف الصلب مقاومة من تزيد. المولبيديوم عنصر يفعله

: يلى كما الصلب على تأثيرها حسب وذلك تصنيفها يمكن التسابك عناصر ان

-1 ، التيتانيوم ، التنجستن ، الكروم مثل كاربيدات تكون إلى تميل عناصر. المنجنيز ، المولبيديوم ، الفناديوم

جرافيت 2- شكل على الكربون وانفصال الكاربيد تحليل إلى تميل عناصر. النيكل ، األلمنيوم ، الكوبلت ، السليكون مثل

المنجنيز )3- مثل األوستنايت استقرارية زيادة إلى تميل النيكل( Mnعناصر ، (Ni( )الكوبلتCO( )النحاسCu.)

-4 ، التنجستن ، الكروم مثل الفرايت استقرارية زيادة إلى تميل عناصر. السليكون ، الفناديوم ، المولبيديوم

الصلب . فى وتأثيرها المختلفة التسابك عناصر

-1: المنجنيــز

تتراوح ) نسبة على يحوى التجارى الصلب المنجنيز %( 0,8 % -0,3ان منالحديد ) لكبريتيد الضار التأثير ليعادل وكذلك ، األكاسيد لتقليل (FeSوذلك

درجة ) عند ينصهر اذ االنصهار سهل يوتكتك الحديد مع يكون (985حيث م الساخن . على لتشكيله تمهيدا تسخينه عند الصلب انكسار إلى ذلك ويؤدى

ليولد ) الحديـد فى يتحلل سوف فانه ذلك عن المنجنيز نسبة زادت اذا أماMn3C ) السمنتايت من. )( (Fe3Cبجانب التقليل إلى يؤدى المنجنيز (Ar3ان

للتقسية( .Ar1و) الصلب قابلية من قليال ويزيد االوستنايت استقرار من فيزيد

الكبريــت :2-

تكون ) من( FeSلمنع مرتفعة نسبة الصلب إلى تضاف ، أعاله اليه المشارمكونا ) الكبريت مع يتحد الذى الصلب( MnSالمنجنيز أنواع فى واليسمح

عن ) الكبريت نسبة بزيادة عن %( )0,05المتداولة منه الجيده األنواع وفى0,03. )%

النيكــل :3-

حرارة درجة من يخفضان فاالثنان ، المنجنيز لسلوك مشابه النيكل سلوك اننسبة ) على الحاوى الصلب المثال سبيل فعلى ، اليوتكتويدى (12%التحول

من ) أقل حرارة درجات عند اال اليوتكتويدى التحول فيه اليحدث (300نيكل م اليتم ذلك عند ، يختلف األمر فان التسخين اعادة أثناء أما ، التبريد أثناء

حرارة ) درجة عند اال المعاكس (.650التحول م

4

الكــروم :4-

الفا ) حديد فى يذوب أن الممكن جاما( )من حديد بوجود( أو ولكنسمنتايت يكون المتولد الكاربيد فان للصلب ]FeCr3(C])الكربون يضاف وهو

األكسدة . أو للصدأ المقاوم

والكروم :5- النيكل

بينما – ومتانة ومطولية للشد عالية بمقاومة تمتاز نيكل الصلب سبائك انعالية – ومقاومة عالية صالدة ذات بكونها تتصف الكروم الصلب سبائك

سبائكيــا صلبا فيعطى الصلب فى والكروم النيكل بين الجمع أما للتآكلالمميزات) ( . هذه كل له كروم ، نيكل ، صلب

المولبيديوم :6-

الفا ) حديد فى المولبيديوم يذوب أن الممكن وبوجود( وحديد( )منمثل ، معقدة كاربيدات يولد فانه [ Mo2C]و [Fe21Mo2C6]الكربون

الفناديـوم :7-

كاربيد ) يولد وهو ، األكاسيد ازالة على يعمل بصورة( V4C3الفناديوم ويؤثرعناصر وجود وخاصة حراريا المعالج للصلب الميكانيكية الخواص على ايجابية

أخرى . سبك

-8: التنجستـن

حديد ) فى يذوب يولد( وحديـد( )التنجستن فانه الكربون وبوجوديولد( WC( )،W2Oكاربيدات ) فانه الحديد (Fe4W2C)او ( Fe3W3C )وبوجود

-9: السليكــون

صالدتــه . من ويزيـد الفرايـت فى يذوب السليكـون

-10: النحــاس

محــدودة . دوبانــه قابليـة ولكن الفرايت فى بذوب النحاس

الكوبلــت :11-

حديد ) فى عاليه ذوبان قابليـة لتكوين( وحديـد( )له ميله فى ضعيف ولكنهالكاربيـدات .

استخدامهـا مجاالت حسب السبائكى الصلب أنواع

االنشاءات :1- صلب

االعتبار بنظر آخذين االستخدام مجال حسب مجاميع عدة إلى ينقسمنوع كل بين فاصل حد وضع اليمكن أنه ولو ، وأنواعها المختلفة االجهادات

تصبح بحيث الحرارية بالمعامالت تتغير أن يمكن نوع كل فخواص ، وآخرمن النوع هذا ويستخدم ، التركيب فى عنه يختلف آخر نوع لخواص مشابهة

5

الجام بناء فى ، الالصلب المسامير ، والمحاور كاألعمدة اآلالت وأجزاء وناتذلك . وغير الفؤوس ، البراغى

مثل : معينة أجزاء لتصنيع الخاصة االنشاءات صلب أنواع بعض وهناك

على- ) عادة ويحوى النوابض تصنيع فى المستخدم الصلب كروم%( + )1,5أأو %( )0,2 حديد%( .1سليكون%( + )2فناديوم والباقى منجنيز

األجزاء- بعض حيث منخفض أو مرتفع الحرارى تمدده معامل صلب بمع معاملها ليتوافق وذلك مرتفع حرارى لمعامل تحتاج الصلب من المصنعة

فى كما مرتفع تمددها معامل سبائك من مصنوعة بها مرتبطة أخرى أجزاءاأللومنيوم سبائك من المصنوعة االسطوانات رؤوس ربط مسامير

مث الطائرات محركات فى الصلب االمستخدمة هو النوع هذا على لعلى ) يحوى الذى ، %( )0,59االوستنيتى ،%( )12 كربون %(5,1نيكل

( ، بعض %( 3,4منجنيز تحتاج فقد ذلك عكس وعلى حديد والباقى كروممثل جدا منخفضا تمددها معامل يكون أن إلى الصلب من المصنعة األجزاء

القياس . أجهزة

( وتركيبه- المحاور كراسى صلب )1%ج )، )0,5%كربون )، (1,36%منجنيزحديد . والباقى كروم

عند- الزحف يقاوم الصلب من النوع هذا وان للزحف المقاوم الصلب دإلى ) تصل حرارة ( 550درجات نقل مواسير تصنيع فى يستخدم فهو ولذلك م

على ) يحتوى وهو ،( )0,2% - 0,10%البخار ،( )0,5%كربون (0,25%مولبيدنومحديـد . والباقى فناديوم

- 2 : والقوالــب العدد صلب

منها : أنواع عدة إلى وينقسم

( : وتركيبـه- السطحى االنهاء عدد صلب ،( )0,3%أ ،( 1,4%-1,1فناديوم كربون(%4( )، حديد( .1,5%-0,7تنجستين والباقى كروم

( : وتركيبه- البارد التشكيل فى المستخدمة القوالب صلب ،( )1%ب %كربون1,0( )، ،% ( )1,6 – 0,3منجنيز .5%تنجستين حديد( ،والباقى كروم

( : وتركيبه- الساخن التشكيل فى المستخدمة القوالب صلب ،%( 0,3ج كربون(0,3( )%، )10منجنيز )%، )3تنجستين )%، )0,3كروم )%، %(0,3فناديوم

حديد . والباقى مولبيدنوم

: تختلف- منه أنواع أربعة وهناك الحدادة مطارق فى المستخدم الصلب دتركيبها : حسب

حديد( .0,6% )1- والباقى كربون

-2( 0,6%( )، حديد%( .1كربون والباقى نيكل

-3( 0,6%( )، ،%( )0,6كربون حديد%( .1,5كروم والباقى نيكل

6

-4( 0,6%( )، ،%( )0,7كربون ،%( )1,5كروم والباقى%( 0,25نيكل مولبيدنومحديد .

: القطع عدد تصنيع فى المستخدم الصلب وهو العالية السرعات صلب هـصلب فى المضاف التسابك عناصر أهم ومن عاليه قطع بسرعات تعمل التى

( التنجستن نسبة تكون حيث والكروم التنجستن عنصرا العالية السرعاتمن%( )18أو%( )14 نسبته فتتراوح الكروم حوالى%( 5-3أما الكربون ونسبة

تدخل%( 0,6) التى العالية السرعات صلب من الحديثة األنواع بعض وهناكوغيرها . كوبلت ، مولبيدنوم تسابكية عناصر تركيبه فى

-3: المغناطيسى الصلب

نوعين إلى وينقسم

: والزنك- المنجنيز من معينة نسب على ويحتوى مؤقت مغناطيسى صلب أوالكربون . للحديد باالضافة

: والتنجستين- الكروم من معينة نسب على ويحتوى دائم مغناطيسى صلب بوالكربون . للحديد باالضافة وغيرها والكوبلت

المرتفعة 4- الحرارة درجات فعل يقاوم الذى الصلب أو اليصدأ الذى الصلب

بالدرجة تعود اليصدأ الذى الصلب يمتلكها التى العالية الصدأ مقاومة انمعالجة يمكن ، نوعين إلى بدوره يقسم وهو فيه الكروم وجود إلى األولى

نسبته تتراوح حيث األولى الدرجة فى الكروم تركيبه فى ويدخل حراريا األول( )14-12بين بين%( تتراوح الكربون من ضئيلة نسبة والنوع%( 0,4-0,1مع

معالج اليمكن حراريا .تالثانى ه

7

وأهميت 1-2 السبائكي هالزهرتزيد كربون نسبة على تحتوى التى والكربون الحديد سبائك 2%عن تسمى

و بال الصلب بين األساسى االختالف وجه هو وهذا الزهر، الزهر .الحديد حديديعتبر إلى الاذ تصل قد نسب على تحتوى معقدة سبيكة العادى الزهر %حديد

والفسفور 10 والكبريت والمنجنيز والسليكون الكربون عناصر .من

: رئيسية أنواع أربعة الى الزهر الحديد أنواع تنقسم

األبيض- 1 الزهر الحديد

من خالية مجهرية بنية تكون الى يؤدى الذى السريع بالتبريد إنتاجه ويتم ) ( قصيفة مادة ويعتبر العالية بالصالدة ويتصف الجرافيت المنفصل الكربوناألبيض باللون الكسر سطح يظهر الكسر سطح فحص وعند المتانة منخفضة

الزهر الحديد يسمى ولذلك المجهرية بالبنية جرافيت وجود لعدم r نظرا الالمعللقصافة نتيجة المختلفة الهندسية التطبيقات فى شائع غير وهو األبيضالمختلفة التشغيل ماكينات على بالقطع للتشغيل القابلية وإنخفاض المرتفعة

. وغيرها والثقب والتفريز كالخراطة

الرمادى- 2 الزهر الحديد

معدالت فى والتحكم الكيميائى للتركيب السليكون عنصر بإضافة إنتاجه ويتمالحديد كربيد تفكك نتيجة الكربون إنفصال الى يؤدى الذى األمر التبريد

) البنية) فى جرافيتية قشور صورة فى المنفصل الكربون ويظهر السمنتايتتظهر الكسر أسطح فحص فإن للكسر تعرضه وعند الزهر للحديد المجهريةولذلك المجهرية البنية فى المنفصل الجرافيت لوجود نظرا الرمادى باللون

فى شيوعا الزهر أنواع أكثر من ويعتبر الرمادى الزهر الحديد يسمىوتكلفة المتميزة الميكانيكية لخواصه r نظرا المختلفة الهندسية التطبيقات

. بالقطع للتشغيل وقابليته المنخفضة إنتاجه

3) المتكور- ) الجرافيت ذو المرن الزهر الحديد

الكيميائى للتركيب الماغنسيوم عنصر من ضئيلة نسبة بإضافة إنتاجه ويتمالذى األمر التبريد معدالت فى والتحكم الصب قبل الرمادى الزهر للحديد

الممطولية نسبة فى إرتفاع ذلك عن وينتج الجرافيتية القشور تكور الى يؤدى. الهندسية التطبيقات من العديد فى ويستخدم ، والمرونة

للطرق- 4 القابل الزهر الحديد

أفران فى بالتسخين األبيض الزهر للحديد الحرارية بالمعالجة إنتاجه ويتم ) ( وترسيب السمنتايت الحديد كربيد تفكيك بغرض طويلة زمنية لمدة خاصةالخواص تحسين بهدف المجهرية البنية فى الجرافيت من تجمعات

من بالرغم الخاصة الهندسية التطبيقات من العديد فى ويستخدم الميكانيكية. الحرارية للمعالجة المطلوبة اإلضافية التكلفة

8

الرمادى وتعود الزهر لحديد الصناعية االستخدامات منها :لعدةكثرة أسباب

تشغيلـه . وسهولة ثمنه رخص

بين ) تتراوح والتى المنخفضة انصهاره حرارة .1200-1140درجة م(

. منه الشكل معقدة مسبوكات انتاج يسهل مما العالية سيولته

للبلى . مقاومتــه

الصدمات . المتصاص العالية قدرته

) جيدة ) شد بمتانة تتمتع المناسب الكيماوى التركيب ذات أنواعه بعض

ببساطة يتلخص الصلب وبين الزهر حديد بين األساسى الفرق انالزهر حديد أنواع فى تتراوح هى اذ ، منهما كل فى الكربون نسبة باختالف

( %بين 4 - 2 ) نسبة أما ، السليكون من عالية نسبة وجود إلى باالضافةتتجاوز فال الصلب فى )2%الكربون فى( 1,7%وعمليا الكربون كان واذا

. الزهر حديد فى فانه السمنتايت مكونا الحديد مع متحدا يتواجد الصلبشكل على ( جيتواجد ( ) ( ان ، مستقر غير سمنتايت أو مستقر رافيت

الداخلية البنية من نسبيا كبيرة مساحة يشغل اللين الرمادى بلونه الجرافيت . عالى السمنتايت بينما لالنكماشات مقاوما لكونه الرمادى الزهر لحديد

. بطبيعة تتحكم التى العوامل ان الحديد لكثافة مقاربة كثافة وذو الصالدةهى ئوهي الزهر حديد فى الموجود الكربون التبريد ة التركيبو معدل

.الكيميائى

حديد يكون ولذلك الجرافيت تكون دون تحول العالية التبريد معدالت انتكون عندما ذلك ومثال ، للتشغيل قابل وغير جدا صلدا الناتج الزهر

من أصلد سمكا األقل المقطع يكون السمك مختلفة مقاطع ذات المسبوكاتاألقل المقطع فى التبريد معدل أن إلى راجع وهذا ، سمكا األكثر المقطع

فى الجرافيت تكون يسبب مما لالخر التبريد معدل من أعلى يكون سمكا. السميك تحكم المقطع الكيماوى ويتضح بدراسة التركيب المجهرية البنية فى

الزهر الحديد خواص على المضافة العناصر .تأثير

الزهر 1-2-1 الحديد خواص على المضافة العناصر تأثير

الكربون :

أكبر كمية وتتولد للمعدن االنصهار حرارة درجة تقل الكربون نسبة ازدياد مع . تكوين فى يساعد الكربون من كبيرة كميه توفر فان ولذلك الجرافيت من

بسهولة . للتشغيل قابل زهر حديد

السليكـون :

9

لحديد الداخلية البنية فى الفرايت وجود من يعزز السليكون وجود انيعمل األساس هذا وعلى الفرايت فى يذوب السليكون ألن وذلك ، الزهر

السمنتايت استقرارية عدم من يزيد ألنه ، الحديد لصالدة كمخفض السليكونو فرايت إلى السمنتايت تقوية جفيتفكك على السليكون يساعد بينما رافيت

نتيجة ، الحديد صالدة من يقلل الوقت نفس فى فانه ، فيه بذوبانه الفرايتالتمام الضرورية الكمية عن السليكون كمية تزيد عندما السمنتايت لتفكك

الصالدة زيادة إلى أخرى مرة يؤدى ذلك فان ، السمنتايت كل تفكك عمليةعلى محتويا إما يكون للحديد الكيمياوى التركيب أن المالحظ من اذ والقصافة

للكربون منخفضة نسبة أو ، السليكون ومنخفضة الكربون من عالية نسبةالسليكون . لوجود أن كما ، رماديا زهر حديد بذلك ليعطى للسليكون وعالية

فى خواصه من فيحسن المنصهر الحديد سيولة من يزيد هو اذ ، آخر تأثيراالسباكة . عمليات

: والمنجنيز الكبريت

( الحديد كبريتيد هيئة على اما الحديد فى الكبريت الذى( FeSيتواجدعلى أو الزهر، حديد صالدة من بذلك فيزيد السمنتايت استقرارية من يزيد

( المنجنيز كبريتيد (MnSهيأة ( الزهر( حديد إلى المنجنيز اضافة حالة فىغير لكونه نظرا الخبث مع يختلط حيث المنصهر سطح على يطفو والذى . فى هو للمنجنيز المباشر التأثير أن اذ المنصهر المعدن فى للذوبان قابل

، الزهر حديد فى نسبته من ويقلل الكبريت مع يتحد ألنه الجرافيت تكوينيسبب فانه الكبريت مع لالتحاد الالزمة الكمية عن المنجنيز كمية تزيد وعندما

الزهر . حديد صالدة فى زيادة

الفسفور:

السمنتايت من كل وجود نسبة على قليل تأثير له الفسفور عنصر ان( فوسفيد هيئة على الزهر حديد فى ويتواجد يكون( Fe3Pوالجرافيت الذى

والسمنتايت الفرايت ومع ، الرمادى الزهر حديد حالة فى الحديد مع يوتكتيكنسبة ذات الزهر حديد أنواع يجعل مما ، األبيض الزهر حديد حالة فى

اليوتكتيكية المركبات لكون نظرا ، عالية بسيولة تتميز العالية الفسفورذات مسبوكات سباكة حالة فى ولذلك منخفضة حرارة درجات عند تنصهر

إلى ) الفسفور نسبة تقلل السميكة المساحات%( 0,3المقاطع حدوث لتجنبعلى المحتوية الزهر أنواع تعتبر أخرى ناحية ومن ناحية من هذا التقلصية

المقطع . رقيقة مسبوكات النتاج جدا مناسبة فسفور

1-2-2: الزهر لحديـد الداخلية البنية

10

األخذ دون مجموعات إلى الزهر لحديد الداخلية البنية تصنف أن يمكنالفوسفيد تكوين فى يتسبب الذى الفسفور عنصر وجود االعتبار بنظر

. والحجم بالشكل يختلف أن يمكن الجرافيت ان سابقا ذكر كما اليوتكتيكىالزهر حديد فى توجد الغليظة الجرافيت أشرطة المثال سبيل فعلىمتاخمة تتواجد والتى الحجم المتوسطة الجرافيتية األشرطة بينما االعتيادى

حالة . فى وخاصة الجودة العالية الحديد أصناف فى تتوفر التشجيرية لألذرعاآلخر النوع أما السباكة فى الصب عملية قبل التسخين فى لالفراط تعرضها

عند السمنتايت تحليل فيه تم قد الذى المخمر الحديد فى فيظهر العقدى( تتراوح حرارة حديد( 850-800درجات ألنواع الداخلة البنيات يلى وفيما م

الزهر .

القليل ا- األبيض الزهر حديد أنواع فى البنية هذه وتوجد وسمنتايت بيراليتالكبريتيت . والعالى السليكون

المرقش - + + الزهر حديد فى البنية هذه وتوجد بيراليت جرافيت سمنتايت بالتشغيل . صعب

يتميز - + الذى الرمادى الزهر حديد فى البنية هذه وتوجد بيراليت جرافيت جالتشغيل . وسهولة عالية بمتانة

ذى- + + الرمادى الزهر حديد فى البنية هذه وتوجد فرايت بيراليت جرافيت دالصالدة . وقليل ضعيفا بكونه يتميز الذى الغليظة الجرافيتية األشرطة

األشرطة + جهـ ذى الرمادى الزهر حديد فى البنية هذه وتوجد فرايت رافيتلتفكك نظرا ، بالقطع التشغيل وسهل جدا طريا ويكون الغليظة الجرافيتية

شكل ) وفرايت جرافيت إلى فيه الموجود السمنتايت ( .2-1كل

االبيض الرمادي الزهر الزهر

11

الطروق المرن الزهر الزهر

الزهر( 2-1شكل ) للحديد الداخلية البنيات بعض

واستعماالتها : 3 -1-2 العادى الزهر لحديد المختلفة األنواع

لخواص تبعا التالية المجموعات إلى يصنف أن يمكن المسبوك الزهر حديد اننوع : كل واستعماالت

السيولـة :أ- عالى الزهر حديد

بالخواص االهتمام عدم عند استخدامه يمكن الزهر حديد من النوع هذامن عالية نسبة على الحتوائه نظرا عالية بسيولة يتمتع وهو الميكانيكية

إلى%( )3.5% - 2.5السليكون ) تصل الفسفـــور من عالية %( .1.5ونسبة

االعتيادى :ب - الزهر حديد

األنواع لهذه داخلية بنية وأفضل جيدة ميكانيكية بخواص تتمتع أنواعه أغلبمثل البيراليت من أرضية فى صغيرة جرافيتية أشرطة على تشتمل التى هى

باالضافة جيدة ميكانيكية بخواص يتمتع الزهر حديد تجعل الداخلية البنية هذه . المراد المقطع سمك على فتعتمد السليكون نسبة أما تشغيله سهولة إلى

عن ) التزيد العموم على ولكن الرقيقة%( 2.5صبه المقاطع ذات للمسبوكاتمقاومة%( 1.2و ) خاصية ذات مسبوك إنتاج يراد وعندما الضخمة للمسبوكات

منخفضة . الفسفور نسبة تكون أن يجب عندها جيدة للصدمات

الضخمة- : للمسبوكات الزهر حديد ج

التحتاج الضخمة المكائن وهياكل األعمدة مثل الضخمة المسبوكات حالة فىتقريبا معدوما يكون السريع التبريد خطر ألن ، السليكون من عالية نسب إلى

بحدود. ) السليكون نسبة تكون الفسفور%( 1.5فاعتياديا من نسبة وجود مععن ) %( .0.5التزيد

المتانة : 4 -1-2 عالى الزهر حديد

12

الرمادى الزهر حديد خواص تحسين فيها تم التى الزهر حديد من أنواع وهىتغ باجراء إما فى يالعادى تعديل أجراء أو الكيمياوى التركيب فى بسيط ير

مايلى : أنواعه ومن والصب الصهر

الصلب :أ - شبيه الزهر حديد

على يعمل الذى الصلب من كمية مع الغفل حديد صهر من النوع هذا ويصنعوالمن السليكون نسبة .جتخفيف النهائى المنتج فى والفسفور والكبريت نيز

( الكميــة نفس تواجدت طالما كثيرا التتاثر فهى النهائية الكربون نسبة أماالكوك%( .3.5 فحم من الشحنة مقدار من

المطعم :ب - الزهر حديد

مثال ) عالية حرارة درجات إلى الزهر حديد ماسخن ( 1500إذا ففى صبه قبل مالتجمد مجال من أقل حرارة درجات إلى الجرافيت تكون سيتأخر الحالة هذهمفضلة حالة وهى ، الجرافيت من جدا صغيرة أشرطة توليد إلى يؤدى وهذا

. من كبيرة كمية تبقى الحظ ولسوء الزهر لحديد الداخلية البنية فىال عملية اكمال لعدم وذلك القصيف من جالسمنتايت الظروف هذه فى رفتة

لدرجات المسخن الحديد إلى الحرارية المواد بعض تضاف ولذلك ، التبريدتكوين على بدروها تساعد نويات أو صغيرة جزيئات تكون نسبيا عالية حرارة

صغيرة . جرافيتية أشرطة

األخرى المواد وبعض والجرافيت الفيروسليكون التطعيم مواد ومنالزهر . لحديد تطعيم كمواد تستعمل والتى تجاريا المعروفة

الكروى- : الجرافيت ذو الزهر حديد ج

الرمادى . الزهر حديد ففى المطيلى الحديد أو الكروى بالحديد أيضا ويعرف ، نهاياتها فى الدقة إلى وتميل ورقيقة طويلة الجرافيت أشرطة تكون العادى

البنية فى تقطعا تحدث أنها إلى باالضافة تقريبا معدومة للشد ومقاومتهاغير أمر وهذا لالجهادات تركيز كنقاط المدببة أطرافها وتعمل الداخلية

البنية أرضية تتمتع الكروى الجرافيت ذى الزهر حديد فى ولكن مستحب . تكوين ان االجهادات تركيز مناطق عدد عندها ويقل باالستمرارية الداخلية

من قليلة كميات باضافة يتأثر الكروى عملية الماغنسيومالجرافيت قبلالكاربيدات تكوين إلى بشدة يميل العنصرين من كال أن وبما مباشرة الصب

األقل ) على كافية السليكون نسبة تكون أن تكوين%( 2.5فيجب تتجنب بحيثالسريع . للتبريد نتيجة الرقيقة المقاطع ذات المناطق فى األبيض الزهر حديد

السبائكى : 5 -1-2 الزهر حديد

13

النيكل هى الزهر بحديد والخاصة شيوعا التسابك عناصر أنواع أكثروالمولبيديوم . والنحاس والكروم

اضافته : النيكلأ - عند مفعوله يبين وكمثال شيوعا التسابك عناصر أكثر هوعلى يعمل الوقت نفس وفى الجرافيت تكوين على يشجع فانه الصلب إلى

فى . السريع التبريد حدوث منع على النيكل يعمل فبينما الحبيبات حجم تقليلكما السميكة المقاطع فى الكبيرة الحبيبات تكوين يمنع فانه الرقيقة المقاطع

. التصدع أو للتشرخ الصغيرة المقاطع ميل تقليل على النيكل ويعمل

- : ب تكوين الكـروم يمنع وبذلك الكاربيدات تثبيت فى قوى مفعول لهميال وأقل وثبوتا استقرارا أكثر الكروم كاربيدات أن إلى اضافة الجرافيت

. حديد أنواع فان لذلك الحديد وكاربيد العالية الحرارة تأثير تحت للكرفتة . فى الحال هو وكما للنمو تعرضا أقل تكون الكروم على الحاوية الزهر

التغلب يمكن حدة على الكروم أو النيكل من كل استخدام عيوب فان الصلب ( واحد جزء إلى النيكل من ثالثة أو جزأين معينة بنسبة معا باضافتهما عليها

الكروم ( . من

: المولبيدنيومج- فى تذوب المولبيديوم من صغيرة كمية اضافة ان ) ( وهو ثنائى مزدوجا كاربيدا تكون منه الكبيرة الكميات ولكن الفرايت . كما الداخلية البنية فى التجانس ويحقق السمكية المقاطع صالدة من يزيد

بنسبة ) المولبيديوم باضافة للصدمات المعدن مقاومة %( .0.5تتحسن

: الفناديـوم-د ألن وذلك الحرارة لفعل الزهر حديد مقاومة من يزيدمتانة من يزيد كما الحرارة بفعل التتفكك مستقرة بكونها التى الكاربيدات

األخرى . التسابكية العناصر بعض مع استعمل اذا خاصة الزهر حديد وصالدة

: النحـاسهـ الجرافيت لتكوين قليل تأثير وله الحديد فى الذوبان قليلالحديد مقاومة من يزيد ولكنه الميكانيكية الخواص على أيضا قليل وتأثير

للجو . تعرضه عند للتآكل

الطروق ) ( : 6 -1-2 للطرق القابل الزهر حديد

بعد الحرارية المعالجات بعض عليها تجرى الزهر حديد من أنواع وهىعمليتان . وتجرى للطرق قابليتها وتحسين مطيليتها زيادة بهدف الصب عملية

القلب ذى الطروق الحديد على الحصول أجل من الشىء بعض مختلفتانلون أساس على كذلك وسميت األبيض القلب ذى الطروق والحديد األسود

األصلى المنتج يكون العمليتين كال وفى الحرارية المعالجة بعد الكسر مقطعاألبيض . الزهر حديد من

األسود : القلب ذو الطروق الحديد

14

الكيمياوى تركيبه يكون الذى األبيض الزهر حديد من مسبوكات تصنعكالتالى :

سليكون%( )2.5كربون ) منجنيز%( )1، كبريت%( )0.4، فسفور%( )0.08، ،حديد%( 0.1 من أوعية فى وترص للسطح تنظيف عملية عليها تجرى ثم ،

ويحكم الرماد أو الحصى مثل المتفاعلة غير المواد بعض مع األبيض الزهربحش فى والغطاء األوعية توضع ثم الهواء عن المسبوكات لعزل أسمنتى

( بين حرارته درجة تتراوح الذى التخمير لجودة( 950-850فرن تبعا وذلك مللمعالجة الزمنية الفترة طول أما للمسبوكات الكيمياوى والتركيب المنتوج

بين ) تتراوح والتركيب( 170-50فهى المسبوكات شكل على هذا ويعتمد ساعةالحاضر الوقت فى بواسطتها فيمكن الحديثة األفران أما ، للحديد الكيمياوى

( خالل هذه التخمير عملية المسبوكات( 48اتمام ألن وذلك أقل أو ساعةالالزمة الزمنية الفترة طول يقل وبذلك عازلة بمادة تغطى أن إلى التحتاج . تفكيك على طويلة لفترة التخمير عملية وتعمل والتبريد للتسخينالكربون يترسب غليظة كرافيتية أشرطة تكوين من بدال ولكن السمنتايت

هذه التخمير عملية بعد الكسر مقطع يظهر ولذلك صغيرة وردات شكل علىفهى . ولذلك والكربون الفرايت من فتتكون الناتجة الداخلية البنية أما أسود

. ان المسبوك الصلب مطيليتها فى وتشابه بالقطع التشغيل وسهلة طرية ) ( حظيت األسود القلب ذو الطروق الحديد النوع هذا من المسبوكات

بين تب تجمع ألنها وذلك السيارات صناعة مجال فى واسعة عملية طبيقاتالجيدة مقاومتها إلى اضافة بالقطع التشغيل وسهولة الصب سهولة

للصدمات .

األبيض : القلب ذو الطروق الحديد

( : كربون كاآلتى الكيمياوى تركيبه يكون الذى األبيض الزهر حديد من يصنعسليكون%( )3.3 منجنيز%( )0,6، فسفور%( )0.25كبريت%( )0,5، ،0.1. )%

المواد بعض مع تماس فى وهى المسبوكات تسخن العملية هذه فىحوالى ) إلى الهيماتايت خام مثل ول( 100المؤكسدة من )فتم تتراوح زمنية رة

على( 70-100 الموجود الكربون يتأكسد هذه التخمير عملية وخالل ساعةأوكسيد غاز هيأة على ويتحد الهيماتايت مع لتماسه المسبوكات سطحالموجود الكربون من المسبوكات قلب فقدان إلى يؤدى وهذا ، الكربون

. أوكسيد إلى يتأكسد عندما بدوره ويتحول السطح إلى ينتشر والذى فيهاالمقاطع تكون هذه الحرارية المعالجة عملية من االنتهاء وبعد الكربون

أما كالصلب أبيضا الكسر عند المقطع فيظهر فرايتية بنية ذات الدقيقةببنيتها تتدرج ولذلك فيها الموجود الكربون يتأكسد فال سمكا األكثر المقاطع

الطبقات فى وبيراليت فرايت إلى السطح على فرايت من الداخلية . تتطلب التى الرقيقة المقاطع ذات المنتجات ان للمسبوكة السطحيةوصالت كانتاج أبيض قلب ذات مسبوكات هيأة على دائما تصنع عالية مطيلية

والبخار والماء الغاز أنابيب15

أسئلــــة

يأتى ( :1س) ما علل

الصناعية التطبيقات فى الحديد لسبائك الواسع االستخدام

الصناعيـة . التطبيقات فى الرمادى الزهر حديد استخدام كثرة

؟( 2س) ذلك بين السبائكى الصلب فى التسابك عناصر تؤثر كيث

األبيض ( .8س) الزهر وحديد الرمادى الزهر حديد بين قارن

فى( 12س) الموجود الكربون وهيئة طبيعة فى التبريد معدل يؤثر كيف اشرحالزهر . حديد

الزهـر( .13س) حديـد بنمو المقصود ما

يأتى( :14س) مما بكل المقصود ما

المطعــم- الزهـــر حديد الجرافيت- أ ذو الزهر حديد باألسود- الكروى القلب ذو الزهر حديد ذو- ج الزهر حديد د

األبيض القلــب

حديد( 15س) فى تتواجـد أن يمكن التى المختلفة الداخلية البنيات ماهىالزهـر؟ .

.16س) الزهـر( لحديـد الداخليـــة البنية فى السليكون عنصر يؤثر كيف بين

16

وسبائكها 1-3 الحديديـة غير الفلزات

المواد من كثيرة أنواع وجود من بالرغم بأنه بينا وأن سبق كماالمعادن هما رئيسيين صنفين إلى تقسيمها المعتاد من فانه ، المعدنية

ببعض السابق الجزء فى تطرقنا لقد الحديدية غير والمعادن الحديديةغير المعادن عن الفصل هذا فى وسنتكلم الحديدية للمعادن التفصيل

الم . معظم وتتمتع وسهولة عادنالحديدية للتآكل جيدة بمقاومة الحديدية غيرالخواص . وهذه والحرارة للكهرباء الجيدة وتصيلتها وللتشغيل للتشكيل تقبلها

زيادة الى من تؤدى فانه سابقا ذكر وكما المعادن هذه سبائك استعماالت . وذلك الصناعة فى النقى بشكلها الحديدية غير المعادن استعمال النادر

مقاومتها .لضعف

النحاسوسبائكه 1-3-1 . أحد هو الذى والبرونز االنسان لدى المعروفة المعادن أقدم من النحاس

على ) تزيد فترة منذ معروف النحاس النحاس( . 5000سبائك واستخدم سنةالبسيطة األدوات بعض والنتاج للتزيين األولية الحضارات فى البرونز مع

تحل سعرا منه األرخص المواد بعض بدأت نسبيا المرتفع سعره بسبب ولكن . و واللدائن كاأللمنيوم االستعماالت من الكثير فى الرئيسى امحله لخام

ويستخلص ، والحديد النحاس كبريتات من معقد خليط عن عبارة للنحاسبالصف دراستة سبق كما الكهربائى بالتحليل أو بالصهر إما الخام من النحاس

يلى. : بما للنحاس الرئيسية الخواص تحديد ويمكن االول

االنصهار حرارة م1083درجة

البلوريـــــة الوجة البنية المتمركز المكعب

/8,93X 103الكثافــــــــة م 3كجم

يونــــج /122,5X 109معامـل م 2نيوتن

الشــــد /220X 106متانــة م 2نيوتن

الكهربائيــة حرارة 1,67X 10-8المقاومة درجة في متر م.20اوم

التآكــل جدا مقاومــة جيدة

) االحمر ) النقي النحاس

من ) أكثر إلى نقاوته تصل والتى النقاوة العالى استعماالت%( 99,7وللنحاسيلى : فيما أهمها نذكر متعددة

األعمال فى المستعملة الصفائح ، الكهربائية الملفات ، الكهربائية األسالكالصناعات فى المستخدمة واألوعية األحواض تغليف وفى المعمارية

17

. الحرارية المبادالت فى المستخدمة واألنابيب والغذائية الكيماوية. المنزلية والتأسيسات

هذه وأهم المختلفة السبائك النتاج العناصر من العديد مع النحاس ويسبكهى : التسابكية األنظمة

السبيكـة السبيكــة مكونات اسم

الزنــك – (النحــاس االصفر ) النحاس البـراص

الخارصين – – ) ( القصديـر البرونــزالنحــاس

األلمنيوم – األلومينى النحـــاس البرونــز

النيكـل – النحاســى النحـــاس النيكـل

– ، الخارصين النحاس الثنائية للسبائك الحالة بيان من والمالحظ – – وتتكون الشىء بعض معقدة بأنها األلمنيوم النحاس ، القصدير النحاس

شكل ) ، الوسطية األطوار من العديد األنظمة هذه (.3-1فى

10 20 3010 20 30 40 50 60

18

( لبعض( 3-1شكل الحالة بيانيالنحاس سبائك

- الخارصين- النحاس ا

القصدير- - النحاس ب

االلومنيوم- – النحاس ج

19

( الطور المتمركز( ويمتلك المكعب بنية بالنحاس والغنى نظام كل فى( سبائك وجميع . الوجه أما( البارد للتشكيل تصلح وبهذا بالمطيلية تتمتع

التى( طور ) والسبائك الجسم متمركز مكعب عن عبارة فهو نظام كل فى . تستخدم فانها لذا البارد على تشكيلها بسهولة اليمكن الطور هذا تحتوى

( وطور ساخنة بصورة مشكلة منتجات ولصنع المصبوب فى( بالشكلوي( Al-Cu )و( Sn-Cuأنظمة ) فقط المرتفعة الحرارة درجات فى تلكميتواجد

( )طور العالية( وطور( بالصالدة ويتميز معقدة مكعبة بنية البرونز فىالقصافة .

البراص األصفر (Brass) سبائك النحاس

اوالخارصين والزنك النحاس من سبائك عن عبارة البراص اضافة سبائك ان ، يكون الخارصين ألن وذلك المتانة فى زيادة بسبب النحاس إلى الخارصين

الخارصين . نسبة زيادة مع للسبيكة المطيلية وتزداد النحاس مع صلبا محلوال( )30حتي عن%( النسبة وبزيادة القصوى حالتها إلى تصل تبدأ%( 30حيث

( . تحتوى التى والسبيكة باالنخفاض براص%( )30المطيلية وتسمى ، خارصيناالطالقات( 70/30 خراطيش صناعة فى وتستخدم الخرطوش ببراص تعرف ،

مطيليت بسبب وذلك ، للقذائف الخارجى للسحب هوالغالف وتقبله العالية( براص. خواص فان سبق لما باالضافة أكثر( العميق تحسن أن يمكن

القصدير من صغيرة فاضافات ، أخرى عناصر من قليلة كمية باضافةقابلية يحسن الرصاص واضافة ، التآكل ضد المقاومة تحسن واأللمنيوم

البراص ) أما ، التشغيل على على( ) +السبيكة باردا عامة بصورة فيشكل( . ) لبراص الشائع والتركيب المباشر بالسبك أو )+البارد (60/40هو(

. 40%بمعنى براص خواص من تحسن معينة لعناصر أخرى وإضافات خارصين(+ . إضافة( بينما ، للتشغيل السبيكة قابلية تحسن الرصاص فاضافة

متانة من ستزيد والنيكل والحديد واأللمنيوم والقصدير المجنيز مثل عناصر . ملحوظ بشكل المادة

البرونز سبائك

) بمقاومة ) + وتتمتع المتانة عالية سبيكة فهى القصدير النحاس البرونز سبيكة . والصفائح والعمالت الحلى فى بعيد زمن منذ واستخدمت للتآكل عالية

( طور على المحتوية والسبائك للتشكيل( المعدنية تصلح ال القصيفالمسبوكة . حالتها فى وتستعمل

برونز ) عن عبارة المحاور كراسى أو المحامل فى المستخدمة (+والمادة( طور ألن و( وذلك بشدة الصدمات )ريقاوم طور الصالدة( قائق العالية

البلى . من تقلل كما الحمل بعض تسند

الخارصين أن حيث ، البرونز إلى والرصاص الخارصين إضافة وباالمكان . من البعض وإضافة لها الصب خواص ويحسن السبيكة سعر من يقلل

. يمتلك األلومينى والبرونز للتشغيل البرونز تقبل قابلية من يحسن الرصاص20

هى ، السبائك من النوع لهذا الرئيسية والخاصية ، للبرونز مشابهة متانةوسبائك . ) البحرية الظروف فى وباألخص للتآكل العالية للبرونز( مقاومتهاوالمبادالت المكثفات فى وأنابيب صفائح شكل على تستخدم األلمنيومى

النيكل . وسبائك النسب بكثافة الصلب النحاس فى يذوب النيكل إن الحراريةللتآكل ممتازة مقاومة تمتلك كما بالمطيلية وتتمتع متينة سبائك النحاسى

والمبادالت المكثفات وأنابيب العمالت صنع فى السبيكة هذه وتستعملالحرارية .

وسبائكه 1-3-2 األلمنيـومولكن ، األرضية القشرة فى بكثرة المتواجدة المعادن أهم هو األلمنيوم

األخرى المعادن كبعض اختزاله اليمكن لألوكسجين العاملية ألفته بسببالجزء فى األلمنيوم انتاج تم ولقد ، الكربون أكسيد أول أو ، الكربون بواسطةكانت العملية هذه ولكن البوتاسيوم مع باختزاله عشر التاسع القرن من األول

عام . ) وفى الثمن النتاج( 1886 باهظة جديدة طريقة هول جارلس اكتشفوذلك السابقة بالطريقة المنتج بالسعر بالمقارنة أرخص بسعر األلمنيوم

( األلومينا من لمحلول الكهربائى التحليل والكريواليت( Al2O3بطريقةحرارة( )Na3AlF6)المعدني درجة بطريقة( 950في المنتج األلمنيوم ونقاوة م

بين ) تتراوح عن%( 88,8-99,5هول عبارة األلمنيوم مع المتواجدة المواد وبقيةإلى . ) األلمنيوم نقاوة نسبة تصل أن ويمكن ومنجنيز وسليكون (99,99حديد

. االول بالصف دراستة سبق كما آخر كهربائى بتحليل

النقي االلمنيوم

النقى ) لأللمنيوم الرئيسية يلي( :99,99والخواص كم

االنصهار حرارة م 660درجة

البلوريـــــة الوجـه البنية متمركز مكعب

/2,7X 103الكثافــــــــة م 3كجم

يونــــ /70,5X 109جمعامـل م 2نيوتن

القصـوى الشد /45X 106مقاومة م 2نيوتن

الكهربائيــة حرارة 2,66X 10-8المقاومة درجة في متر م.20اوم

التآكــــل جـدا مقاومة جيــده

وسائل فى لالستعمال مالئم تجعله كثافته وقلة للتآكل األلمنيوم ومقاومة . لذا جدا عالية بمطيلية األلمنيوم يتمتع كما والجوية والبحرية البرية النقل

. العالية الحرارية وتوصيلته مختلفة كثيرة بطرق تشكيله الممكن من فانه . وكما الكهربائية الصناعية المجاالت فى االستعماالت من لكثير مالئما تجعله

21

منه جديد سطح وأى لألوكسجين عالية شراهة لأللمنيوم فان سابقا ذكرالذى المعدن السطح على المتكونة األوكسيد طبقة وتحمى بسرعة يتأكسدحصر ويمكن السبب لهذا تعزى للتآكل األلمنيوم مقاومة فان لذا تحتها يقع

يلى : بما النقاوة العالى األلمنيوم استخدامات

، الحرارى العزل ، التغليف فى والمستخدمة الرقيقة المعدنية األوراقك فى المستخدمة واألسالك والقضبان المطبخ أدوات ، النقل االمكثفات بالت

الكهربائى .

النتاج األخرى العناصر من العديد مع األلمنيوم سبك الممكن من أنه كماتقسيم الممكن ومن ، الصناعة فى المستخدمة النافعة السبائك من الكثير

قابل والثانى الحرارية للمعالجة قابل غير األول نوعين إلى األلمنيوم سبائك . النوع سبائك على الالزمة المتانة اضافة الممكن ومن الحرارية للمعالجة

. للمعالجة والقابل الثانى النوع أما البـــارد على بتشكيلها وذلك األول . خاص وبشكل حرريا بمعالجته اليه الالزمة المتانة اضافة فيمكن الحرارية

( أنظمة من هى الحرارية للمعالجة القابلة غير ( )Mn-Al( )Mg-AlوالسبائكSi-Al )والسبيكة محدد بشكل األلمنيوم فى الصلبة بالحالة يذوب فالمنجنيز

( على تحتوى التى السبيكة هى النظام هذا فى الوحيدة %(1,25التجاريةاأللمنيوم من أفضل للتآكل مقاومتها أن كما متينة السبيكــة وهذه منجنيز

. بضمنها المنزلية األدوات إنتاج فى رئيسى بشكل وتستخدم التجارى النقىاألبنية . الكساء المتموجه الصفائح وكذلك الضغط قدور

محدود بشكل الصلبة بالحالة األلمنيوم فى أيضا فيذوب المغنيسيوم أماالمغنيسيوم يحسن وكذلك ، السبيكة على متميزة متانة يضيف ولكنه

. وهنالك البحرية المجاالت فى التآكل األخص وعلى التآكل ضد المقاومة( لغاية وتحتوى تجاريا تسوق التى األلمنيوم سبائك من كثيرة (10%أنواع

بناء وفى البحرى الشحن وأقفاص صناديق صنع فى وتستخدم مغنيسيوم. السفن من كثيرة أجزاء

( شكل يوتكتك معه ويكون األلمنيوم سيولة من يزيد السليكون لذا( 4-1انتحت معدنية قوالب وفى الرملية المسبوكات النتاج تصلح السبائك هذه فان

الضغط .

على تحتوى التى هى الحرارية للمعالجة القابلة السبائك أهم ومنوالسليكون المغنيسيوم ، والخارصين النحاس ، والنيكل النحاس ، النحاس

. النوع هذا الترسيب تصلد أو التقادم بتصلد ويسمى للتصلد تستجيب والتىالصلبة الحالة فى جزئيا تذوب التى التسابكية األنظمة فى ممكن التصلد من

الحرارة درجة بين الجزئى الذوبان هذا حدوث فى كبير اختالف المنخفضةمعالنحاس حالة بيانى فى باأللمنيوم الغنية فالجهة العالية الحرارة ودرجة

النوع ) هذا من هى (.4-1واأللمنيوم

22

السيلكون- - االلومنيوم النحاس- - ا االلومنيوم ب

النحاس( 4-1شكل ) سبائك لبعض الحالة بياني

النحاس من كل يساهم والنيكل والنحاس لأللمنيوم الثالثية السبائك وفى . ) لأللمنيوم ) الثالثية السبائك وتتمتع اإلزمان التقادم تصلد عملية فى والنيكل

فانه لذا األخرى األلمنيوم بسبائك مقارنة متانة ألعلى والخارصين والنحاسمعدنيا . ) مركبا يكونان والسليكون المغنيسيوم ان تشكيلها الصعب Mg2Sمن

i )بتناسب وسليكون مغنيسيوم على تحتوى والتى األلمنيوم سبائك فان لذا ، ( المعدنى والمركب األلمنيوم من ثنائية سبائك عن عبارة (Mg2Siصحيح

ومقاومت بقوة السبائك من النوع هذا تستعمل هويتميز فانها لذا للتآكـل العاليةوكذلك والسكك الطرق فى المستعملة النقل وسائل واكساء بناء فى

الشحن . صناديق بناء فى تستخدم

23

أسئلـــة

الحديدية( . 1س) للمعادن بالنسب الحديدية غير المعادن ميزات أهم أذكر

خواص( 3س) أهم استعماالته .اأذكر أهم من وعدد أللمنيوم

سبائك( 4س) وماهى ؟ معها األلمنيوم يسبك التى العناصر أهم ماهى؟ األلمنيوم

عالى( 5س) للنحاس الرئيسية االستعماالت عدد ؟ النحاس خواص أهم هى ما؟ النقاوة

هذه( 8س) ضمن تدخل التى المواد أذكر ؟ النحاس سبائك أهم ماهى؟ رئيسى بشكل السبائك

طور( )9س) بين الفرق النحاس؟( طور( – )ما لسبائك الحالة بيانى فى؟ األطوار هذه فيها تنتج التى السبائك هى وما ؟ أخرى أطوار هناك هل

ببراص( 10س) المقصود استعماالته .30/70ما أهم هى وما ؟

؟( 11س) البراص لسبيكة التالية المعادن إضافة أسباب أهم بين

القصديـــر

األلمنيـــوم

الرصــاص- ج

برونز( )12س) يستخدم ؟( +لماذا المحاور كراسى صناعة فى

24

غير 1-4 معدنيةالمواداللدائن

واختالف: تشكيلها بسهولة تمتاز األصل نفطية عضوية مواد هي اللدائنوغيرها البالستيك الالصقة، المواد مثل المواد من انواع عدة وتضم خصائصها

) ( . باركس الكسندر البريطاني الكيميائي صنعها لدائينية مادة أول المواد من . كيميائية مواد من اللدائن تصنع عشر التاسع القرن من الخمسينيات في . والصوف والقطن الخشب على يطلق والفحم الخام النفط من مستخرجةالالصقة والمواد البالستيك على ويطلق طبيعية بليميرات والمطاط

. ليكون البالستيك بتطوير المهندسون ويقوم صناعية بليميرات والدهانات . لون بأي بالستيك بصنع القيام ويمكنهم القطن مثل ا هش| أو الفوالذ مثل rا صلب

. من كما البلورة مثل لون دون أو شفاف بالستيك صنع أو قزح، قوس ألوانيكون أن {مكن مختلفة ي وجوه على تشكيله ويمكن rا، صلب أو rا مطاطي البالستيك

. لها حصر ال

البالستيك الذي: تركيب النفط مشتقات احد األثيلين من البالستيك يتركبأنواع أشهر من البوليثيلين يعد حيث البوليثيلين صناعة في يستخدم

) من. ) الواحد الجزيء يتكون كربوهيدروني عضوي غاز هو األثيلين البالستيكبالصيغة له ويرمز الهيدروجين من ذرات وأربع الكربون من .C2H4ذرتين

: هائل عدد ارتباط عن تنتج األثيلين من طويلة سلسلة هو البوليثيلين جزيء . تسمى كيميائية بمواد األثيلين جزيئات بين الربط وينتج معا الجزيئات منارتباطا واكثر متماسكة الجزيئات يجعل مما والمحفزات المساعدة العوامل

: المنخفضة الكثافة ذو البوليثيلين من نوعين .2مكونة العالية- الكثافة ذو. بالبلمرة البعض بعضها حول والتفافها السالسل لهذه التشابك عملية تسمى

: البالستيك انواع

بالحرارة- 1 التشكيل إلعادة القابل تسخين(: Thermoplastics) البالستيك عندتباعدا أكثر الجزيئات لتصبح جزيئاته بين القوى تضعف النوع هذا مكوناتبغرض قالب في وضعه يمكن بحيث لينا البالستيك ويصبح حركتها في وحرية

. بان النوع هذا يتميز وتبريده ضغطه بعد وصالدة ثابتا شكال يأخذ ثم تشكيلهالبولي عليه األمثلة ومن ممكنة مرات عدة بالتسخين تشكيله ، إ إعادة ثيلين

pvc والبولي رين. يست ،

بالحرارة- 2 التشكيل إلعادة القابل غير التصنيع( : Thermosets ) البالستيك عندجزيئاته تصبح بحيث بالضغط محددا شكال ويأخذ بالحرارة لينا النوع هذا يصبح

إعادة يمكن ال تصنيعه وبعد السالسل تقاطعات عبر محكم بشكل مرتبطة . البكاليت أنواعه أشهر ومن أخرى مرة بالحرارة تشكيله

المرن- 3 مثل Elastomers البالستيك إذابته أو صهره نستطيع المطاط ال

25

وهو- 4 رابع صفات Elastomers thermoplastics نوع يحمل انه المجموعة أيالثالثة المجموعة الوقت نفس في و ..األولى

الحراري والبالستيك الحرارية المتصلدات مواد من نوعrا عشرين يلي يما وفيالتي الشائع المكونات مئات من يتكون منها نوع وكل الكيميائية، لألسماء تبعrابإضافة األساسية تتكون المادة إلى كيميائية . مواد

1 . ربط- قوة وله بسرعة، ويتصلد الطقس، وتقل~ب الماء يقاوم األبوكسيفي. يستعمل اللدنة عالية القوية الربط ومواد المسبوكة والعناصر اللصق،

الحماية .واآلالت وطالء

األجزاء- 2 في وتستعمل الطقس، وتقلبات الحرارة تقاوم اإللكترونية األليليكالرطوبة من للحماية .والطالء

3 . التصلد،- سريع قوي . البوليستر في يستعمل منخفض ضغط تحت يتشكلوهياكل السباحة، وحمامات السفر، وحقائب والمقاعد الزوارق، السيارات،

ويستعمل. يالبوليور- 4 الكيميائية المواد يقاوم متين العوازل ثان فيوسادات وإسفنج العازلة، والرغاوي اإلنشائية، واألجزاء المقاعد. الكهربائية

مرنة بنوعيات {ص�نع .وي

5 . مرتفعة- مرونة له الطقس يقاوم جيدة، السليكون كهربائية وخواصوالشحوم الكهربائية، والعوازل األفران، حشية في أخرى، يستعمل ومزيتات

للماء مقاوم .وهو

سهل- 6 واليوريا ـ الميالمين عديم فورمالدهيد الحرارة، يقاوم التلوين،والمصابيح المائدة أدوات في يستعمل والطعم الالصقة، الرائحة، والمواد

الرقائق ولصق الكهربائية، واألجزاء المناضد، وأسطح . الخشبية واألزرار،

7 . . ومقابض- اللصق، في ويستعمل والبرودة الحرارة يقاوم الفينولكاألسطح وتغطية الكهربائية والتركيبات .األدوات،

الحراري- 8 البالستيك ( مواد ( . ال. قوي، ستيرين ـ بوتادين ـ أكريلونيتريل س ب أوالمواد التبقع يقاوم بسرعة، والعجالت يبلى للهواتف ويستعمل الكيميائية

والحقائب األدوات وأجزاء واألنابيب. واأليادي

9 . درجة- له الضغط، تحت شكله على ويحافظ جاف، متين انصهار اإلسيتالوالكامات الغساالت وأجزاء الكهربائية، المبردات في يستعمل عالية،

والعجالت

10 . يتمتع- التلوين، وسهل والكيميائيات، الطقس يقاوم بشفافية األكريليكفي الطيار لركن الشفاف والغطاء الضوئية، العدسات في ويستعمل عالية

واألقمشة للسيارات الخلفية والمصابيح واإلشارات، والمعارض، الطائرات،.والطالء

26

11 . الكيميائية- والمواد الحرارة يقاوم تترافلوروايثلين . البولي بسهولة وينزلقمنع وأطواق والحوامل، الصمامات وقواعد الكبالت عزل في يستعمل

والكامات التسرب الشرائح القدور .وطالء

12 . في- يستخدم شفاف، متين، السليلوز والحلى خالت األطفال، لعبالتصوير وأفالم والتغليف، والمقابض، والمنزلية، وأدوات الشخصية الضوئي،

اآلالت .حماية

13 . الماء- يقاوم متين السليلوز خالت قيادة . زبدات عجالت في ويستعملواألجزاء اآلالت وأيادي واألنابيب .الصناعية السيارات

14 . . تعبئة- في يستعمل متين نظيف بلوري البولينيلدين وتغليف كلوريداألخرى واألطعمة .اللحوم

15 . التلوين،- سهل قوي الفينيل متعدد الكشط كلوريد يقاوم مرن أو جسيءوالتغليف، والتعبئة واألقراص الصناعي الجلد في واألنابيب، ويستعمل

األرضيات وتغطية الكهربائية، .والعوازل

16 . خفيف- اإلثيلين في متعدد يستعمل شمعي، ملمس له مرن، الوزن،والعوازل والتعبئة التغليف وفي القوارير .الكهربائية صناعة

17 . والمواد- الحرارة يقاوم الوزن، خفيف البروبيلين الكيميائية متعددوقوارير السيارات، وأجزاء والتعبئة، والتغليف الحبال في األطفال، ويستعمل

السجاد وصناعة المعدات، وأجزاء

18 . الوزن،- خفيف الستيرين في متعدد يستعمل واللون، الطعم عديموصناديق الكهربائية والعوازل المنزلية والتعبئة المعدات والتغليف .المذياع

19 . متانة- ذو الحرارة، يقاوم الكربونات الصدمات، متعدد مقاومة في كبيرةالكهربائية، الموصالت الحواسيب، آالت أجزاء في اللفات، يستعمل م{شكالت

الشفاف والجزء الواقية النظارات وعدسات والنوافذ، الضوء، وناشراتالطيار .لركن

20 . جيدة- كهربائية خواص وله الكشت يقاوم نابض، قوي، يستعمل. النيلونالفرش وشعر بالحاسوب الخاصة واألجزاء والمحامل والتروس األقمشة في

السجاد والمعدات وصناعة .الكهربائية

البالستيك خصائص

كثافة تتراوح الوزن خفيفة مواد أنها عام بشكل البالستيك خصائص منبين ما سم/ 2 - 0.5 )البالستيك (جم الصناعات المكعب في تستخدم لهذا

الكلفة تقليل و المصنوعات وزن لتخفيف كبير اللدائن ويمكن .بشكل إعطاءغير أو عضوية إضافات شكل على األلوان هذه تكون وقد مختلفة ألوانا

صناعية أو الحرارة .عضوية لدرجات بتحملها البالستك أنواع بعض تتمتع وأيضا. عديدة تطبيقات في مفيدة تجعلها الخاصية وهذه لالحتراق مقاومتها و العالية

هي و و األسالك عزل في البالستك يستخدم لهذا للكهرباء موصلة غير أيضا

27

لهذا. الدوائر الشفافية خاصية البالستك أنواع بعض تمتلك كما الكهربائيةعن بديل التطبيقات أصبحت من الكثير في أنواع الزجاج من الكثير وهناك

تستخدم الخاصة حتى البالستك أو الطبية األدوات صناعة في الطبية لإلغراضالصناعات في الدوائية تدخل

ال ئ سبا 1-5 والمواد الميتالورجية المساحيق ( م ك المركبة ) ؤلفة

الميتالورجية ئسبا 1-5-1 المساحيق ك

المعدن طبيعة باختالف المساحيق على الحصول في المتبعة الطرق تختلفأن يجب التي والخواص تحضيرها المراد المساحيق وطبيعة وجوده وكيفية

. , المساحيق هذه من ستنتج التي القطع خواص �لى إ �ضافة إ فيها تتوافر . متالورجيا في كيميائية أو فيزيائية أو ميكانيكية تكون قد المتبعة فالطرق

. وتصنع تلبد و تسخن ثم معينة أشكال على المساحيق تكبس ، المساحيقمثل الصغيرة األجزاء من متزايدة التحميل و التروسأعداد كراسي

) و) قطع من r اقتصاديا أجدى األحيان معظم في وهي .تشغيلالمحامل

المساحيق خواص

الخواص بعض المعادن لمساحيق والكيميائية الفيزيائية الخواص �لى إ يضاف , الالحقة التكنولوجية العمليات في الكبير لتأثيرها مهمة {عد ت التي التكنولوجية

, هذه وأهم المساحيق هذه من الجاهزة القطع تصنيع بموجبها يتم التي: مايلي الخواص

النوعي , الوزن تشغله: ما وحجم المساحيق كثافة النوعي الوزن يحدد , الفراغات حجم وثم تحتله الذي الكلي الحجم من r فعال المعدن مساحيق

, الخاص هذه وتتعلق المعدن حبيبات بين :يالمتكونة أهمها أخرى بخواص ة. , , سطحها ونعومة شكلها وانتظام الحبيبي وتركيبها المساحيق حبيبات حجم

, االنسيابية ولهذه: القالب أجزاء لملء المساحيق حبيبات قابلية وهي , , خاصة وهي اآللي التشكيل عند والسيما الكبس سرعة في كبير أثر الخاصة

, : لحجوم المنخلية والنسب النوعي الوزن منها عوامل بعدة تتعلق معقدة. سطحها ونعومة الحبيبات وأشكال الحبيبات

: الكبس واألبعاد قابلية بالشكل واالحتفاظ للتشكل المساحيق قابلية أي . هذه وتتعلق خارجية ضاغطة كبس لقوة تتعرض عندما للقالب الداخلية

: وقابليتها وقساوتها وحجمها الحبيبات شكل منها العوامل من بالكثير الخاصة. وغيرها اللدن للتشكيل

: المساحيق حبيبات المعدن شكل طبيعة باختالف الحبيبات أشكال تختلف , بيضاوية أو كروية تكون أن للحبيبات فيمكن مساحيقه على الحصول وطريقة

. شجرية أو أبرية أو قرصية أو السطوح متعددة أو28

: للمساحيق الحبيبية , البنية r غالبا �ذ إ للحبيبات المختلفة الحجوم نسب أي . تحديد ويتم حجومها في متجانسة غير الواحد المسحوق حبيبات ماتكون , ) ( بنخلها r منخليا وتحليلها المسحوق من محدد وزن عينة بأخذ الحبيبية البنية

, حساب ثم فتحاتها صغر في المتدرجة المناخل من نظامية سلسلة علىمن كل فوق والمتبقية حجومها في المتقاربة للكميات المئوية النسب

, حبيبات حجم يراوح أن ويمكن األخير المنخل تحت والمترسبة المناخلمن أقل بين و 0,5المساحيق .500ميكرون ميكرون

: للحبيبات النوعي في السطح الحبيبات سطوح مساحات مجموع وهووبنيتها الحبيبات بشكل السطح هذا ويتعلق الوزن وحدة أو الحجم وحدة

الحبيبية.

: المساحيق , تركيب قد للتصنيع المعدة المساحيق من الواحد الخليط �ن إ , , من r مؤلفا يكون وقد الشوائب بعض r حاويا أو واحد لمعدن مساحيق يكون

, وذلك معدنية غير مواد أو معدنية مركبات مع معدن من أو أكثر أو معدنين. المساحيق هذه من تصنيعها المراد القطع نوعية بحسب

, من سلسلة عليها تجرى مساحيقها أو المعادن مساحيق على الحصول بعدجاهزة نصف أو جاهزة قطع على الحصول بنتيجتها يتم التقنية العمليات

. , المعدني الخزف بمنتجات تسمى ما r غالبا والتي الصناعة في لالستعمال : المرغوب غير الشوائب من المساحيق تنظيف مايلي العمليات هذه وأهم

، الخليط مزج ، الحبيبي التصنيف أو التنسيق ، الحرارية المعالجة ، فيها. التلبيد ، التكتيل ، التحبيب

المركبة 1-5-2 أو المؤلفةالطين خلط طريق عن البناء في المركبة المواد القدامى المصريون استعمل

من. جزئيا لو و يتكون المنزلي األثاث في ذلك يتم اليومية الحيات في بالتبن , الصدمات ممتص حصى و اسمنت من تتكون الجدران ، الرقائقي الخشب , تطبيقات البالستيك من عجينة و اصطناعية ألياف من خليط هو بالسيارة

. الخ الطرق تمهيد

في المواد ولدت وزنها، خفة بسبب والفضاء الطيران هندسة مجال المركبة والمركبات الطائرات إنشاءات في قصوى أهمية الوزن خفة تلعب حيث

كبيرة من معلوم هو كما المواد هذه وتتألف. الفضائية مقاومة ذات ألياف، وجساءة الكربون الزجاج ألياف مثل مرتفعة الكفالر، وألياف وأليافأو مادة في مغمورة خفيفة أو مبلم�رة لدنة البوليستر مثل الوزن، راتنج

، بنقل تقوم لكىاأللياف بين الرابطة المادة أو القالب تؤلف واإليبوكسيوتأمين. بين القص إجهادات .خارجية ضارة مادة أي من لها الحماية األلياف

بها التي المزايا أهم ومن يستطيع إذ التصميم، مرونة المركبة المواد تتصفاأللياف بحيث يصممها أن المهندس إلى يؤدي مما األحمال، اتجاه في يضع

29

إلى ويؤدي للمادة، أمثل استخدام اإلنشاء وزن في أكبر انخفاض بالتاليالتطبيقات في المركبة المواد انتشرت وقد. النهائي في السيما الهندسية كل

الوزن مع مرتفعة مقاومة تتطلب التي اإلنشاءات أن إلى يشار أن وبقي. خفةهو الناحية من المركبة للمواد األكبر عيبال على قدرتها ضعف الهندسية

rا يتسبب حيث الديناميكية الصدمية األحمال تحمل غالب االنفصال في ذلك.للمادة الطبقي

طويل لعمر تصمم المركبة المواد من المصنعة المنتجات كل إن افتراضيrا، الخاصية لكن. متحللة وغير ثابتة مواد فيها الداخلة المواد فإن ولذا نسبي هذه

ا فيها مرغوب غير األخيرة اآلونة في أصبحت rمن لصعوبة نظر هذه التخلصللتخلص طريقتان وهناك. االفتراضي عمرها انتهاء بعد المنتجات تقليديتان

خاصة في بحرقها والثانية خاصة، مدافن في بوضعها أوالهما منها، محارق ال ألنها دائمة نفايات وجود تسبب األولى والطريقة. غازات إلى لتحويلها تسبب حين في األراضي، من كبيرة مساحات بالتالي وتتطلب تتحلل،

الثانية rا الطريقة كبيرة، بيئية مشكالت تسببان بالتالي وكلتاهما. للبيئة تلوثكلفة إضافة المعدنية المنتجات كانت وإذا. أخرى ناحية من الطريقتين الرتفاعاستخدامها يمكن المواد من المصنعة المنتجات فإن جديد، من بصهرها إعادة

قابلة المركبة ا االستخدام وإعادة للتدوير غير rمادتين من تتألف ألنها نظر االستخدام . مختلفتين ا أصبح وإعادة rا أمر :لسببين الحاضر الوقت في ملح|�

المصادر المحافظة أولهما عديدة ألجيال تبقى بحيث للمواد الطبيعية علىحماية الثاني والسبب بعدنا، عن الناتجة البيئية األضرار من بالتقليل البيئة هو.الحرق أو الدفن

مواد التوصل نحو األخيرة اآلونة في األبحاث اتجهت فقد األسباب لهذه إلى أي دفنها، بعد التربة في تذوب بحيث للتحلل قابلة تكون حيوية مركبة

التصنيع إلعادة قابلة تكون أو للتربة، مفيدة وتكون موتها، بعد الحية كالكائنات بالمواد المواد هذه سميت وقد. االفتراضي عمرها انتهاء بعد واالستخدام

في الخضراء المحافظة نأمل التي الطبيعة إلى إشارة المركبة عليها فيوالقوانين صرامة ازدياد نتيجة جاءت األبحاث وهذه. خضراء التي األنظمة

كل للبيئة صديقة تكون ومنتجات مواد إنتاج على المصنعين تجبر مراحل فيوإعادة موضوع أصبح وقد. استخدامها فترة انتهاء بعد حتى عمرها التدوير

وموضوع .اليوم الصناعة عالم في مهما للبيئة الصديق التصميم االستخدام ألن تسعى فإنها للمواد األكبر المستهلك هي السيارات صناعة ولكون هذا

االتحاد في الجديدة األنظمة بسبب للتدوير قابلة السيارات قطع كل تجعل% 95 تكون أن يجب م 2015 عام بحلول بأنه والقاضية األوربي أجزاء من

استرجاعها يمكن85%) االستخدام إلعادة قابلة مواد من مصنوعة السيارات الطاقة( لتوليد حرارية بطرق منها االستفادة يمكن % 10 و ميكانيكية، بطرق.السيارات عن الناتجة النفايات تقليل أجل من وذلك

30

المركبة من المواد أو تتكون الفيزيائية الخواص مختلفي أساسيين، عنصرينليكونا بعض مع مزجهما يتم على الكيميائية تحتوي بدورها والتي المركبات

يميزانها رئيسيين )التقوية مكونين جدا صغيرة دقائق ألياف( Particlesوهي أو(Fibers) - الالصقة- المادة الصغيرة (MATRIX)والنسيج الدقائق أو واأللياف

يحافظ بينما وصالبتها، قوتها المركبات المواد تكسب تماسك على النسيجعن مسئول أيضا والنسيج األلياف تماسك خالل من إكساب المركبة

اإلنهاك ومقاومة العالية الحرارة لدرجات مقاومتها الحراري، المركباتالتآكل مقاومة وهي خواصها وأهم الصالبة وإكسابها

في المكونات هذه ونسب المكونات على المركبة المواد خواص تعتمدويبين واتجاهها وحجمها توزيعها وطريقة الهندسي شكلها وعلى المركب

واالتجاهات( 15-1الشكل) التوزيع وطريقة المختلفة الهندسية األشكالالمختلفة .

الشكل ) يبين التقويـة( .16-1وكما وطريقة لها المختلفة األنواع

) الشكل) ( أ ( ) التركيز ) جـ الحجم ب

) االتجاه) ( د التوزيع) هـ

واالتجاهات( 15-1شكل) التوزيع وطريقة المختلفة الهندسية األشكالالمختلفة .

المركبة المواد خواص على تؤثر التي المختلفة الهندسية الخواص

المواد ألياف تتكون كما البترول، مشتقات من المركبة المواد وتتكون ، السيلكون أو البورون كاربيد مواد من تتفاوت المركبة وقد أواألرمايد

وصوال جدا صغيرة دقائق صورة على تكون بحيث والهيئة لخيوط بالحجم

31

. بصورة األلياف تلك من الصغيرة الدقائق نثر يتم وبينما متناهية ال طويلةأ عقدها أو طيها يمكن منها الطويلة الخيوط فإن النسيج، على عشوائية

النسيج في مزج ومزجها يتم بحيث صنعه المطلوب للمكون تشكيله المرادللمادة المكون النسيج في سبق ما المطلوبة كل الخواص على تحصل كي

.منها

في المركبة المواد والتي تتميز جدا، العالية صالبتها جانب إلى وزنها خفةصالبة المعادن أعلي على بها بقوة تتفوق تتميز كما التيتانيوم أو كالفوالذ

، والبري للتآكل العالية ومقاومتها لدرجات تحملها وفعال شديد مقاوم وهيللمركبة كثيرة صيانة تتطلب وال جدا العالية تتكون الحرارة التي المنشأة أو

الجميع يفضله أمر وهو المعادن، من تتكون التي تلك بعكس يوفر منها كونهالمواد من المصنوعة أو المكونة المركبة أو المنشأة لمستخدمي طائلة أمواال

كاأللياف المركبة المواد من مكونة صفيحة فإن المثال سبيل وعلى المركبةالعادي الكربونية الفوالذ من مماثلة صفيحة صالبة من أعلى صالبة لديها

أخف هي بينما مرات، المقابل بست في مرات بست منها

المركبة( 16-1شكل ) للمواد المختلفة األنواع

) التعدين ) للمعادن التي تلك عن المركبة المواد وتشكيل تصنيع طرق تختلفكما مختلفة عناصر من تتكون بل أساسية عناصر ليست األساس في فهي

البداية، في تصنيعها أشرنا طرق في عالية تقنية تتطلب فهي وبالتاليالقولبة في يعرف ما وهذا في MOLDINGأو وتشكيلها الشيء إفراغ أي

مهارة وتتطلب الكلفة عالية تصنيعية عملية وهي . قالب وتنتج إلتمامها خاصة) - ( النسيج الالصقة المادة البولليمر من التجارية المركبة المواد وهو معظم

الريزن مركب عادة عليه يطلق وهناك RESIN كيميائي صمغي، محلول وهوالبولليمر من عدة وعادة أنواع وغيرها والبوليميد واإليبوكسي البوليستر منها

المواد المركبة

التقوية بالدقائق

التقوية باأللياف

اإلنشائية

الكبيرة

الصغير مستمره ومتوازية

متقطعة وقصيرة

رقائق

سندويتش

متوازية

عشوائية

32

من المقواة المادة تكون المعادن ما خليط من تتكون أحيانا لكنها األليافيعرف بما بها والممزوجة المركبة المطحونة المعادن .ببودرة

المكونات معظم على تطغى المركبة كالمواد التصنيعية المواد باتت لقدمكونات لألدوات مجال في الدخول إلى ذلك تعدت بل الحالية والمركبات

واإلنشاءات وغيرها، البناء الشاهقة والبنايات الجسور كقواعد العمرانيةللتآكل العالية مقاومتها ومقاومتها وبسبب الشديدة وصالبتها والتعرية والحت

والحريق ملحة للحرارة ضرورة أصبحت يدري فإنها ومن العصرية الحياة فيالمركبة المواد من جميعها المستقبلية بيوتنا تبنى أكثر فقد ستكون التي

الطبيعية الكوارث ألضرار واحتماال للزالزل .مقاومة

إنتاج المركبةوطرق المواد أنواع وأهم للتقويةوالنسيج تعريف يلى وفيما. باأللياف المقواة المركبة المواد

التقوية

عدة في يتمثل أن يمكن و الميكانيكية القوى يتحمل الذي الهيكل هواالستخدام: حسب ذلك و مسترسلة طويلة ألياف ، قصيرة ألياف أشكال

المناط.

النسيج

هي و التقوية إلى الميكانيكي المجهود إيصال هو النسيج استعمال هدفالخارجية العوامل من التقوية حماية تضمن

المركبة المواد انواع اهم

: المركبة للمواد المكونة األلياف اسم بذكر استعراضها يتم

1. : حمامات الرياضية األجهزة في تستعمل الزجاج الياف

السيارات ، السباحة

2. : هي و الفضائية الصناعات في خاصة تستعمل الكربون الياف

األلواح في واسع نطاق على تستخدم وهي الثمن غالية

. الهوائية الطاقة مولدات ، الشمسية

الرقائقي .3 الخشب

المدنية .4 الهندسة في المسلح االسمنت

33

الحماية: .5 و الرصاص من الواقية المالبس في يستعمل االراميد

. الحادة اآلالت من

6. . األلومنيوم: و الزجاج ألياف من خليط الجالر

باأللياف المقواه المركبة للمواد االنتاج طرق

البولتروجين (1) Pultrusionطريقة

( الشكل األل( 17-1يوضح تمر حيث الطريقة المادة يهذه على بكر خالل افثم المطلوب الشكل لتأخذ تشكيل قالب خالل من تمر ثم بها وتغمر الالصقة

بالحرارة . وتتجمد النهائى الشكل لتأخذ قالب فى ذلك بعد تمر

المركبة( 17-1شكل ) المواد إلنتاج البولتروجين طريقة

بريج )(2) بري (Prepregطريقة

( الشكل الورق( 18-1يوضح من طبقتين بين ألياف تمر حيث الطريقة هذهفتغلف الالصقة المادة من بطبقة مغطاة العلوية الطبقة وتكون العازل

المطلوب . السمك لعمل مسخنتان أسطوانتين بين الطبقتين تمر بها األليافالورقية الطبقة تنزع ذلك بعد صلبة نصف صورة فى المركب لجعل وأيضا

ثم المركب طبقات بين للفصل السفلية الورقية الطبقة تظل بينما العلويةالتشكيل . عند تنزع

لحين المئوي الصفر حرارة درجة في شرائط شكل في المركب يحفظالغرفة حرارة درجة فى التشكيل وعند مصلب نصف يظل حيث التشكيل

. المطلوب الشكل فى المركب يتصلب

34

المركبة( 18-1شكل ) المواد إلنتاج بريبريج طريقة

الرقائقية ) المركبة (Laminarالمواد

بشكل ) كما المركب ألواح من طبقات عدة بوضع تشكيلها (19-1يتم

ويوضع مختلفة اتجاهات فى األلواح فى األلياف اتجاه تكون بحيث

بالسمك بالحرارة تصلد ثم الالصقة المادة األلواح هذه بين

المطلوب

35

ألواح( 19-1شكل ) شكل علي الرقائقية المركبة المواد

من قويان خارجيين لوحين عن عبارة سندويتش صورة فى المركبة الموادواتجاه الوزن خفيفة مادة من قلب بينهما يوضع مركبة مواد من أو المعدن

( بشكل كما عليهما أو( 21-1متعامد الفوم أو البالستيك من القلب ويصنعالنحـل . خلية شكل أشهرها من هندسية أشكال ويأخذ والخشب المطاط

بقلب( 20-1شكل ) سندوتش شكل علي الرقائقية المركبة المواد

النحل خلية صوره في

للمراجعة أسئلة

وخصائصه .1 البالستيك أنواع اذكر

الميتالورجية .2 المساحيق إنتاج طرق اشرح

المواد .3 خواص على تؤثر التي المختلفة الهندسية األشكال ارسم

المركبة

باأللياف .4 المقواه المركبة للمواد اإلنتاج طرق اشرح

المركبة .5 للمواد المختلفة األنواع هي ما

36